Hybridmaterial av grafenoxid och silica-nanopartiklar för vattenrening och andra membranapplikationer (avslutat)

Hybridmaterial av grafenoxid och silica-nanopartiklar
Hybridmaterial av grafenoxid och silica-nanopartiklar

Syfte och mål
Att konstruera och bedöma potentialen för ett nano-hybridmaterial (GOSiO) av grafenoxid (GO) och silicapartiklar för membranapplikationer, speciellt vattenrening.

Planerat upplägg och genomförande
Förstudien involverar fem aktörer, som inte tidigare samarbetat: ENWA Water Technology AB, Akzo Nobel PPC, Chalmers (Teknisk Fysik), Biolin Scientific AB och Insplorion AB. Var och en bidrar med speciell expertis, som tillsammans ger projektet en mycket stark ‘competitive edge’. GOSiO-membranen byggs upp lager-för-lager med kommersiellt tillgängligt grafenoxid och silicapartiklar från Akzo Nobel. Den kontinuerliga lagertillväxten kommer att analyseras med hjälp av en mikrogravimetrisk metod (QCM-D) och en optisk metod, Nanoplasmonisk Sensing (NPS).

Effekter och resultat
Projektmålet var att bygga hybridmaterial av grafenoxid (GO) och nanopartiklar (NP), samt göra preliminära applikationstester av sådana ”filter” för vattenrening. Uppbyggnaden av lager-för-lager strukturer av GO och NP av silica (SiO2) var framgångsrikt och har resulterat i en artikel som kommer att sändas in för publikation under våren 2017.

Vi påvisade även inbindning av protein (Hb) i filterstrukturen. Det pekar mot en annan applikation än vattenrening, nämligen separation. Filterstrukturens porositet och porstorlek kan varieras genom variation av NP-storleken. Separationsegenskaperna kan varieras kemiskt genom funktionalisering av GO och NP.

Målet vad gäller framställning av filterstrukturer uppfylldes. Metoden kan tillämpas generellt på olika GO-kombinationer. Målet att testa på vattenrening nåddes inte. Den viktigaste insikten var att lager-för-lagerstrukturer av GO-NP kan byggas steg för steg och att de erbjuder en stor potential för rening (av vatten och luft) och separation.

Projektet bedömer den utpekade riktningen som mycket intressant för olika typer av separation (inklusive vattenrening), men att betydande forskningsinsatser behövs beträffande:

  • kemisk funktionalisering av NP och GO och tillhörande karakterisering
  • variation av porstorlek
  • processteknisk utveckling för snabb och billig tillverkning av strukturerna.

Vi behöver finna intresserade partner inom vattenrening alternativt separation.

Utlysning:
Förstudieprojekt samt Forsknings- och Innovationsprojekt 2015

Projektpartners: Chalmers (Teknisk Fysik), ENWA Water Technology AB, Akzo Nobel PPC, Biolin Scientific AB och Insplorion AB

Projektledare: Bengt Herbert Kasemo, Chalmers

E-mail: kasemo@chalmers.se

Bidrag: 500 000 kr

Projektets löptid: 2015-2016

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: